Việc tìm kiếm các vật liệu tiên tiến có thể đưa công nghệ pin lên một tầm cao mới đã đưa các nhà khoa học đến một số nơi giàu trí tưởng tượng, bao gồm các thiết kế lấy cảm hứng từ cột sống của con người và các thiết bị khác tạo thành các cấu trúc khóa thời trang thành cấu trúc nanochain. Một ví dụ khác liên quan đến một yếu tố mà chúng tôi sản xuất quá nhiều carbon dioxide, mà các nhà khoa học hiện đã chế tạo ra một loại pin tiềm năng cao với khả năng sạc lại 500 lần.

Hứa hẹn mật độ năng lượng cao hơn bảy lần so với các thiết kế lithium-ion điển hình ngày nay, có mối quan tâm đáng kể trong việc phát triển pin lithium-carbon dioxide. Và nghiên cứu đã đưa ra một số kết quả đầy hứa hẹn trong quá khứ, với một bước đột phá mà chúng tôi đã xem xét năm ngoái từ MIT một ví dụ gần đây.

Nhóm kỹ sư cơ khí đã tiên phong tạo ra một loại phản ứng điện hóa mới làm tăng điện áp phóng điện và thực sự đã chuyển đổi carbon dioxide thành vật liệu carbonate rắn. Các nhà nghiên cứu lưu ý một thiếu sót của thiết kế pin, tuy nhiên, trong khả năng chỉ chạy trong khoảng 10 chu kỳ trước khi thất bại.

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Illinois tại Chicago (UIC) hiện tuyên bố đã phát triển loại pin lithium-carbon dioxide đầu tiên có khả năng sạc lại đầy đủ. Vấn đề kỹ thuật mà các nhà nghiên cứu đã khắc phục được các trung tâm về xu hướng các loại pin này nhanh chóng bị hỏng do sự tích tụ carbon trên chất xúc tác trong quá trình sạc, điều này đã gây khó khăn cho những nỗ lực tương tự cho đến nay.

Sự tích tụ carbon không chỉ ngăn chặn các vị trí hoạt động của chất xúc tác, ngăn chặn sự khuếch tán carbon dioxide, mà còn kích hoạt sự phân hủy chất điện phân ở trạng thái tích điện, theo Alireza Ahmadiparidari, tác giả đầu tiên của bài báo và một sinh viên tốt nghiệp Đại học Kỹ thuật UIC.

Một cách khác, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy, là giới thiệu các vật liệu mới giúp tăng khả năng tái chế vật liệu của pin. Điều này có nghĩa là tích hợp các sợi nano molybdenum disulfide vào chất xúc tác catốt và sử dụng một loại chất điện phân lai mới làm từ chất lỏng ion và dimethyl sulfoxide.

Sự kết hợp này, các nhà nghiên cứu cho biết, dẫn đến việc pin tạo ra một hỗn hợp được tạo thành từ nhiều thành phần chứ không phải các sản phẩm riêng lẻ, chúng nhìn thấy carbon tự nhiên được đưa vào quá trình tái chế thay vì tự tạo ra sự tích tụ rắc rối trên chất xúc tác pin. Vì vậy, họ đã có thể sạc lại pin nguyên mẫu trong 500 chu kỳ liên tiếp.

Tổ hợp vật liệu độc đáo của chúng tôi giúp tạo ra pin lithium carbon dioxide trung tính carbon đầu tiên với hiệu quả cao hơn và tuổi thọ dài hơn, sẽ cho phép nó được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng tiên tiến, theo giáo sư kỹ thuật cơ khí và công nghiệp , Salehi-Khojin.

Nghiên cứu này là một chặng đường dài từ sản xuất thương mại, và thậm chí xa hơn là hạn chế vết lõm carbon dioxide đang tiếp tục tích tụ trong khí quyển. Tuy nhiên, nó cung cấp một thiết bị lưu trữ năng lượng bằng chứng khác cho pin thế hệ tiếp theo, cùng với một cách khả thi khác mà một ngày nào đó chúng ta có thể chuyển carbon dioxide thành hữu ích hơn.

Theo Liên Minh Kỷ Lục Thế Giới (Worldkings.org)